Web Map Service

Web Map Service (WMS) – stworzony przez Open Geospatial Consortium (OGC)^[1] standard udostępniania w Internecie danych geograficznych (map) w postaci rastrowej^[2].

W zapytaniu do serwera WMS podaje się parametry mapy (żądane warstwy, obszar geograficzny, układ współrzędnych). W odpowiedzi przesyłany jest obraz mapy (np. w formacie JPEG, PNG, GIF), wygenerowany przez serwer na podstawie danych zawartych w bazach danych (np. PostGIS) lub plikach (np. GML, ESRI shapefile).

Zasada działania

W celu wyświetlenia map użytkownik łączy się z serwerem WMS przy pomocy klienta WMS (najczęściej jest to specjalny program). Klient pobiera z serwera metadane, w których znajduje się lista dostępnych warstw, obsługiwane formaty, systemy współrzędnych itp. Użytkownik wybiera interesujące go warstwy, a program wysyła do serwera zapytanie o gotowy wycinek mapy o zadanych wymiarach i położeniu.

Wersje

Pierwszą wersję standardu WMS (1.0.0) OGC wydało w kwietniu 2000 roku^[3], kolejną (1.1.0) – w czerwcu 2001^[4]. Trzecia wersja (1.1.1) wydana została w styczniu 2002^[5]. Najnowsza wersja 1.3.0 wydana została w marcu 2006 roku^[6]; jest to ten sam dokument, co ISO 19128^[7].

Klient WMS może dowiedzieć się od serwera, które wersje protokołu obsługuje. Służy do tego zapytanie GetCapabilities. Jeśli w zapytaniu

• nie podano numeru wersji lub
• numer wersji jest nieznany serwerowi i jednocześnie wyższy niż najniższy znany serwerowi

to serwer odpowiada podając najwyższy mniejszy od podanego wspierany numer (lub po prostu najwyższy).

Jeśli

• numer wersji jest nieznany serwerowi i jednocześnie niższy niż najniższy znany serwerowi

to serwer odpowiada podając najniższy wspierany numer.

Zapytania

Informacje w tej sekcji dotyczą standardu w wersji 1.3.0, chyba że zaznaczono inaczej.

Określonych jest kilka zapytań obsługiwanych przez serwer WMS (standardowo przesyłane metodą GET, opcjonalnie też metodą POST, protokołu HTTP). Dwa z nich muszą być obsługiwane obowiązkowo^[6]. Rodzaj zapytania określa się za pomocą obowiązkowego parametru request.

WMS podstawowy (ang. Basic WMS)

• GetCapabilities - pozwala uzyskać metadane - opis zawartości serwera, dostępnych wartości parametrów (np. dostępnych warstwach, odwzorowaniach / układach geograficznych?)
• GetMap- zapytanie o mapę (obraz rastrowy)

WMS rozszerzony (odpytywany) (ang. Queryable WMS) – prócz zapytań podstawowych obsługuje

• GetFeatureInfo - zapytanie o dane dotyczące konkretnego punktu na mapie - zwraca informacje o atrybutach obiektów znajdujących się w danym punkcie

W odpowiedzi na zapytanie serwer zwraca odpowiedź w formacie domyślnym bądź podanym w parametrze format lub wyjątek z informacją o błędzie (np. o niepoprawnych wartościach parametrów).

Parametry

Kolejność parametrów zapytania nie jest istotna.

Wielkości liter nie są rozróżnialne w nazwach parametrów (request jest równoważne REQUEST i Request), ale już wartości parametrów są wrażliwe na duże i małe litery (warstwa o nazwie Rzeki nie jest tą samą co warstwa o nazwie rzeki).

GetCapabilities

Zapytanie obsługiwane obowiązkowo. Wykorzystywane do negocjacji między klientem a serwerem w celu ustalenia obsługiwanej wersji standardu oraz aby pobrać metadane usługi.

Parametry obligatoryjne

• REQUEST = GetCapabilities
• SERVICE = WMS

Parametry dodatkowe

• VERSION = [wersja] - służy m.in. do negocjacji obsługiwanych wersji; domyślnie: 1.3.0
• FORMAT
• UPDATESEQUENCE

Przykładowe zapytanie

 http://sdi.geoportal.gov.pl/WMS_ORTO/WMService.aspx?REQUEST=GetCapabilities&SERVICE=WMS
 \_________________________________________________/ \_________________________________/
              adres serwera                               parametry zapytania

Odpowiedź na zapytanie

Odpowiedzią na poprawne zapytanie GetCapabilities jest dokument XML zgodny z odpowiednim XML Schema (XML Schema dla WMS znajdują się w załączniku dokumentacji, a także na stronie http://schemas.opengis.net/wms/1.3.0/). Odpowiedź zawiera między innymi takie elementy jak:

• Service - zawiera metadane dotyczące całości usługi: nazwę, tytuł, opis, słowa kluczowe, informacje kontaktowe i inne.
• Capability - metadane o konkretnych usługach, zwłaszcza udostępnianych warstwach i stylach
  • Layer - metadane o warstwach. Niektóre z nich są konieczne przy tworzeniu zapytania GetMap. Zawiera między innymi:
    • Name - nazwa warstwy lub grupy warstw (używany w komunikacji maszyna-maszyna)
    • Title - tytuł (wyświetlany użytkownikowi)
    • Abstract - opis
    • KeywordList - lista słów kluczowych
    • Style - style
    • CRS - układy współrzędnych w jakich jest dostępna warstwa (w wersjach 1.0.0, 1.1.0 i 1.1.1 odpowiadający parametr to SRS)
    • BoundingBox - prostokąt ograniczający
    • Queryable - odpytywalność - czy serwer udostępnia operację GetFeatureInfo dla danej warstwy

GetMap

Przykładowa odpowiedź na zapytanie Get Map; dwie warstwy (budynki i drzewa) oraz przezroczyste tło

Zapytanie obsługiwane obowiązkowo. Określa parametry żądanej mapy, odpowiedzią powinna być ta mapa w postaci rastrowej lub wyjątek usługi.

Parametry obligatoryjne

• REQUEST = GetMap
• SERVICE = WMS
• VERSION = 1.3.0 (lub inna)
• LAYERS = [lista_warstw] - nazwy warstw mapy (parametr Name warstwy), jedna lub więcej rozdzielanych przecinkami
• STYLES = [lista_stylów] - style, w jakich ma być wyświetlona mapa; tyle, ile jest żądanych warstw, rozdzielane przecinkami; każdy styl z listy dotyczy odpowiadającej warstwie z listy layers
• CRS = [namespace:identyfikator] - układ współrzędnych, np. EPSG:2180 (układ Polska 1992), CRS:84 (WGS 84 longitude-latitude)
• BBOX = [minx,miny,maxx,maxy] - prostokąt ograniczający (BoundingBox) w jednostkach i orientacji układu współrzędnych (parametru crs)
• WIDTH = [szerokość] - szerokość obrazka mapy w pikselach
• HEIGHT = [wysokość] - wysokość obrazka mapy w pikselach
• FORMAT = [format] - format mapy, np. image/png, image/gif

Parametry dodatkowe

• TRANSPARENT = [true/false] - czy tło mapy ma być przezroczyste; potrzebne gdy chcemy nałożyć kilka warstw na siebie; domyślnie: false (tło nieprzezroczyste)
• BGCOLOR = [color] - kolor tła mapy, w szesnastkowym formacie rgb; domyślnie: 0xFFFFFF (białe)
• EXCEPTIONS = [format] - format, w jakim powinny być zgłaszane wyjątki w przypadku nieprawidłowego zapytania; domyślnie: XML
• TIME = [time] - mapa z danego czasu; np. dla godzinnych map pogody
• ELEVATION = [elevation] - wysokość; np. dla map stężenia ozonu w atmosferze na różnych wysokościach

Przykładowe zapytanie

wms.gdos.gov.pl/geoserver/wms?service=WMS&request=GetMap&VERSION=1.1.1&FORMAT=image/gif&WIDTH=400&HEIGHT=300&LAYERS=gdos_int:Rezerwaty&SRS=EPSG:2180&BBOX=734500,191000,738500,194000&styles=rezerwaty

Odpowiedź na zapytanie

Odpowiedzią na poprawne zapytanie GetMap jest rastrowy obraz mapy, składający się z podanych warstw w zadanych stylach, w określonym układzie współrzędnych, o granicach określonych prostokątem ograniczającym, w podanym formacie i z określoną przezroczystością.

Jeśli zapytanie było niepoprawne, odpowiedzią jest wyjątek z informacją o błędzie, w podanym formacie.

GetFeatureInfo

Zapytanie obsługiwane opcjonalnie. Pozwala uzyskać więcej informacji o obiekcie na zwróconym wcześniej rysunku mapy.

Zazwyczaj programy-klienci pozwalają kliknąć na wyświetlonej mapie (pobranej za pomocą WMS GetMap) w interesujący punkt, a następnie za pomocą zapytania GetFeatureInfo zapytać serwer WMS o dany punkt.

GetFeatureInfo wymaga większości parametrów wymaganych do GetMap, plus informacji o wskazanym miejscu (punkt (I, J)). Na tej podstawie oblicza współrzędne punktu (I,J), a następnie zwraca informacje dotyczące znajdujących się w tym miejscu obiektów.

Parametry obligatoryjne

• REQUEST = GetFeatureInfo
• SERVICE = WMS
• VERSION = 1.3.0 (lub inna)

• LAYERS = [lista_warstw] - nazwy warstw mapy (parametr Name warstwy), jedna lub więcej rozdzielanych przecinkami

• CRS = [namespace:identyfikator] - układ współrzędnych, np. EPSG:2180 (układ Polska 1992), CRS:84 (WGS 84 longitude-latitude)
• BBOX = [minx,miny,maxx,maxy] - prostokąt ograniczający (BoundingBox) w jednostkach i orientacji układu współrzędnych (parametru crs)
• WIDTH = [szerokość] - szerokość obrazka mapy w pikselach
• HEIGHT = [wysokość] - wysokość obrazka mapy w pikselach
• FORMAT = [format] - format mapy, np. image/png, image/gif

• QUERY_LAYERS = [lista_warstw] - nazwy odpytywanych warstw mapy (parametr Name warstwy), jedna lub więcej rozdzielanych przecinkami; warstwy te muszą być "odpytywalne" (queryable)
• INFO_FORMAT - typ MIME, w jakim ma być zwrócona odpowiedź, np. "text/xml" oznacza formatowanie XML
• I = [num], J=[num] - współrzędne punktu którego dotyczy zapytanie; jednostki: piksele na obrazie mapy; (0,0) oznacza lewy górny róg obrazka, I rośnie w prawo, a J w dół

Parametry dodatkowe

• FEATURE_COUNT = [no] - maksymalna liczba obiektów na pojedynczej warstwie, o których informacja ma być zwrócona; domyślna wartość: 1
• EXCEPTIONS = [format] - format, w jakim powinny być zgłaszane wyjątki w przypadku nieprawidłowego zapytania; domyślnie: XML

Przykładowe zapytanie

http://wms.gdos.gov.pl/geoserver/wms?service=WMS&request=GetFeatureInfo&VERSION=1.1.1&QUERY_LAYERS=Rezerwaty&x=200&y=200&info_format=text/plain&WIDTH=400&HEIGHT=300&SRS=EPSG:2180&BBOX=734500,191000,738500,194000&FORMAT=image/gif&WIDTH=400&HEIGHT=300&LAYERS=gdos_int:Rezerwaty

Odpowiedź na zapytanie

W odpowiedzi na zapytanie GetFeatureInfo powinna być w formacie podanym w parametrze INFO_FORMAT. Natura odpowiedzi zależy od dostawcy usługi, ale powinna dotyczyć obiektu najbliższego punktowi (I,J).

Zależnie od dostawcy i INFO_FORMAT odpowiedzią może być np. lista obiektów i ich atrybutów, albo obiekt w formacie wektorowym.

Przypisy

Bibliografia

ArnoA. Scharl ArnoA., KlausK. Tochtermann KlausK. (red.), The Geospatial Web, London: Springer London, 2007, DOI: 10.1007/978-1-84628-827-2, ISBN 978-1-84628-826-5  (ang.).

Linki zewnętrzne

• OpenGIS WMS Implementation Specification